專利名稱：開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于憶阻器的開關(guān)磁阻電機建模方法，適用于各種相數(shù)開關(guān)磁阻電機。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻電機模型的建立直接影響到電機的優(yōu)化設(shè)計、動靜動態(tài)性能分析、控制策略的評估等。由于開關(guān)磁阻電機的非線性電磁特性以及多變量強耦合的特點，傳統(tǒng)電機的性能分析和建模方法很難運用到開關(guān)磁阻電機的建模中。開關(guān)磁阻電機的線性模型突出了開關(guān)磁阻電機內(nèi)部電磁關(guān)系的物理本質(zhì)，奠定了開關(guān)磁阻電機設(shè)計和分析的基礎(chǔ)。開關(guān)磁阻電機線性模型忽略了磁場飽和、渦流、磁滯、相間互感等非線性因素，使得各相電感僅 與其轉(zhuǎn)子位置角度有關(guān)，而與相電流的大小無關(guān)，這一簡化為開關(guān)磁阻電機運行特性的分析帶來了極大的方便。利用這一模型容易求出開關(guān)磁阻電機相電流和電磁轉(zhuǎn)矩的解析式，從而方便地分析開通角、關(guān)斷角、給定電壓等狀態(tài)參數(shù)對電機特性的影響規(guī)律，以及評定開關(guān)磁阻電機控制模式的性能優(yōu)劣，為控制器設(shè)計、調(diào)試提供有價值的參考。憶阻器是一種無源二端元件，有著獨特的記憶功能，可以通過控制其兩端的電壓或是流過的電流來改變其阻值。這種記憶信息的能力使其在非易失性存儲器、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理上具有較大的應(yīng)用潛力。為了對開關(guān)磁阻電機進行理論分析，需要建立數(shù)學(xué)模型，建模關(guān)鍵之處是模型能夠反映開關(guān)磁阻電機的電感(或磁鏈)特性。嘗試用憶阻器理論和方法，建立開關(guān)磁阻電機的模型，使模型中開關(guān)磁阻電機的相電感受轉(zhuǎn)子位置角度控制、具有記憶電阻變化趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在問題，提供一種方法簡單、能提高系統(tǒng)動靜動態(tài)性能、實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)實時仿真與實時控制的開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法。本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法
a)將同相運算放大電路的輸入與反相運算放大電路的輸入相連，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入端0，將同相運算放大電路的輸出與反相運算放大電路的輸出通過同相加法運算電路相加，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端^約，構(gòu)建出開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W ；
開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度4作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入，由所構(gòu)建的開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出得到憶電導(dǎo)值以的，即開關(guān)磁阻電機的相電感；
b)將開關(guān)磁阻電機的角速度《⑴經(jīng)過比例電路OA1和積分電路OA2，得到開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度4 ；c)在乘法器Ul的輸入端I和乘法器Ul的輸出端7之間接入電流反向電路OA3；
d)將開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端i(的接入乘法器Ul的輸入端3，輸入電流汝)及輸入電壓的g端接入乘法器Ul的輸入端I ;
所述的輸入電流汝)與輸入電壓和相電感值￡( 有下式關(guān)系
沖)=[a-Km ■ m,得到開關(guān)磁阻電機憶阻器線性模型，其中α為常系數(shù)。有益效果該方法依據(jù)開關(guān)磁阻電機相繞組電磁特性，以理想線性電感模型為設(shè)計基礎(chǔ)，建立了相電感與相電流的大小無關(guān)、相電感受轉(zhuǎn)子位置角度控制、相電感具有記憶電阻變化趨勢的開關(guān)磁阻電機憶阻器線性模型。是基于憶阻器且具有開關(guān)磁阻電機相電感特性的相電路模型，把轉(zhuǎn)子位置信號和相電感端電壓分別看作三端憶阻器的輸入變量，使憶阻器的阻值跟隨轉(zhuǎn)子位置變化而變化。該方法為以后構(gòu)建完整的開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)模型打下了基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機的非線性解析建模、實時控制。將憶阻器應(yīng)用在開關(guān)磁阻電機模型中，便于模型的集成、優(yōu)化，有利于開關(guān)磁阻電機優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化控制參數(shù)、有效提高系統(tǒng)動靜動態(tài)性能，實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)實時仿真與實時控制，具有廣泛的應(yīng)用·前景。


圖I是本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機相電路憶阻器模型圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述
如圖I所示，本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法
a)將同相運算放大電路的輸入與反相運算放大電路的輸入相連，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入端5，將同相運算放大電路的輸出與反相運算放大電路的輸出通過同相加法運算電路相加，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端i(的，構(gòu)建出開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W ；
所述開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度4作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W的輸入，由所構(gòu)建的開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W的輸出得到憶電導(dǎo)值￡(約，即開關(guān)磁阻電機的相電感；
b)將開關(guān)磁阻電機的角速度0 在d端經(jīng)過比例電路OA1和積分電路OA2，得到開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度^ ,OA1的運算放大器Yl與外接電阻R1和外接電阻R2構(gòu)成比例放大作用；0A2的運算放大器Y2與外接電阻R3和外接電容C1構(gòu)成積分作用；
c)在乘法器U1-AD633的輸入端I和乘法器U1-AD633的輸出端7之間接入電流反向電路OA3,其外接電阻R4和R5阻值相等，即R4= R5=IOk Ω , R6=Ik Ω，R7=IOk ;乘法器U1-AD633的輸入端2、4接地，乘法器U1-AD633的輸入端6也與g端相連；
d)將開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W的輸出端i(的接入乘法器Ul的輸入端3，g端輸入電壓「(幻接入乘法器U1-AD633的另一輸入端I ;e)g端輸入電流屯)與g端輸入電壓和相電感值以的有下式關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法，其特征在于 a)將同相運算放大電路的輸入與反相運算放大電路的輸入相連，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入端沒,將同相運算放大電路的輸出與反相運算放大電路的輸出通過同相加法運算電路相加，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端漢約，構(gòu)建出開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件W ； 開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度6作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入，由所構(gòu)建的開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出得到憶電導(dǎo)值以約，即開關(guān)磁阻電機的相電感； b)將開關(guān)磁阻電機的角速度》⑴經(jīng)過比例電路OA1和積分電路OA2，得到開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度4 ； c)在乘法器Ul的輸入端I和乘法器Ul的輸出端7之間接入電流反向電路OA3； d)將開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端i(的接入乘法器Ul的輸入端3，輸入電流汝)及輸入電壓的g端接入乘法器Ul的輸入端I ; 所述的輸入電流汝)與輸入電壓和相電感值￡(約有下式關(guān)系 舶=[夂m ,得到開關(guān)磁阻電機憶阻器線性模型，其中Cli為常系數(shù)。
全文摘要
一種開關(guān)磁阻電機憶阻器線性建模方法，采用同相運算放大電路與反相運算放大電路構(gòu)建出開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件，開關(guān)磁阻電機的角速度經(jīng)過比例電路和積分電路積分，得到開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角度，作為開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸入，由所構(gòu)建的開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出得到開關(guān)磁阻電機的相電感，在乘法器的輸入端和乘法器的輸出端之間接入電流反向電路，將開關(guān)磁阻電機線性相電感特性元件的輸出端接入乘法器的另一輸入端，輸入電壓接入乘法器的輸入端，輸出電流與輸入電壓和相電感值有關(guān)系。該方法使憶阻器的阻值跟隨轉(zhuǎn)子位置變化而變化。該方法為構(gòu)建完整的開關(guān)磁阻電機電路模型打下了基礎(chǔ)，有利于實時控制。
文檔編號H02P6/08GK102916632SQ201210403809
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者陳昊, 梁燕, 于東升 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)